WO2020138697A1 - 절삭공구 - Google Patents

절삭공구 Download PDF

Info

Publication number
WO2020138697A1
WO2020138697A1 PCT/KR2019/014681 KR2019014681W WO2020138697A1 WO 2020138697 A1 WO2020138697 A1 WO 2020138697A1 KR 2019014681 W KR2019014681 W KR 2019014681W WO 2020138697 A1 WO2020138697 A1 WO 2020138697A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coolant
fastening bolt
cutting tool
cutting
tool
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/014681
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
문재영
민병훈
김영흠
Original Assignee
한국야금 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국야금 주식회사 filed Critical 한국야금 주식회사
Publication of WO2020138697A1 publication Critical patent/WO2020138697A1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/10Cutting tools with special provision for cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2250/00Compensating adverse effects during turning, boring or drilling
    • B23B2250/12Cooling and lubrication

Definitions

  • the present invention relates to a cutting tool capable of cooling a cutting insert during cutting.
  • a cutting insert is fastened to a cutting tool mounted on a machine tool and is used to cut a workpiece made of iron, non-ferrous metal, and non-metallic material.
  • the cutting tool 1 disclosed in EP 3 167 985 A1 includes a holder body 2, a cutting insert 5, and a nozzle 10, as shown in FIGS. 13 to 15. .
  • FIGS. 13, 14, and 15 correspond to FIGS. 1A, 1B, and 1C of the European Patent Publication, respectively, and for convenience of description, reference numerals used in the European Patent Publication are modified. It has been used as it is without, and these reference numerals do not refer to the same components even if they overlap with the reference numerals used in the description of the present invention described below.
  • the nozzle 10 has a single through hole 11 for fastening bolts, and also has a front end 13 and a rear end 14 and a bottom surface 15. And at least one coolant channel 17 is formed in the nozzle and extends from the first opening 18 to the second opening 19. And the first opening 18 is connected to the coolant supply pipe at the holder body 2 and the second opening 19 of the front end 13 functions as an outlet of the coolant. And at least one coolant channel 17 and the first opening 18 are spaced apart from the through hole 11.
  • the nozzle of such a conventional cutting tool is sprayed close to the cutting insert, but as soon as the coolant comes out of the spout, it is diffused immediately and there is a problem that it cannot accurately hit the spot.
  • the nozzle 10 can move relative to the holder body 2, so that the coolant injection point for the cutting insert is easily displaced. This can cause serious problems with cooling performance.
  • An object of the present invention is to provide a cutting tool capable of preventing the diffusion of coolant, increasing the amount of coolant between the cutting insert and the workpiece, and rapidly adjusting the coolant speed to a desired spot.
  • the cutting tool a tool body to which a cutting insert is mounted, and a coolant toward a cutting center of the cutting insert, and the tool by a fastening bolt
  • a cutting tool having a coolant injection portion fixed to the body, the coolant injection portion, the coolant inlet formed on the lower surface, the coolant outlet formed in the front end, the coolant inlet and the coolant outlet to connect to each other cool It includes a runt channel, the coolant channel from the coolant inlet to the coolant outlet, a first curve section, a first straight section connected to the first curved section, and a second curved section connected to the first straight section,
  • the second curved section has a second straight section, and the coolant channel gradually decreases in cross-sectional area from the coolant inlet to the coolant outlet, and then widens again, and the coolant inlet is circular and cool.
  • the runt outlet is characterized in that the transverse direction has an elliptical shape longer than the
  • the coolant injection portion further includes a fastening bolt support portion through which the fastening bolt is penetrated, supports the fastening bolt, and one side is opened, and a fastener protruding from a lower surface, wherein the fastening bolt support portion has a head of the fastening bolt. It is characterized in that it has a head seating portion in contact with a through hole through which the body portion of the fastening bolt passes.
  • the coolant injection portion is inclined at a predetermined angle from left to right, and the fastening bolt is also mounted on the tool body to be inclined at the predetermined angle. It is characterized by being.
  • the tool body includes a fastening groove in which the fastener of the coolant injection portion is slidingly coupled, and one end of the fastening groove has a center of the coolant discharge port when the coolant injection portion is fixed to the tool body. It is characterized in that it is located toward the center of the insert.
  • the fastener is characterized in that formed in a wedge shape that increases in width as it moves away from the lower surface of the coolant injection portion.
  • the fastening groove includes a first partial groove extending from the other end and having a shape corresponding to the wedge shape of the fastener, and a second partial groove extending from the one end, and the width of the second partial groove It is characterized in that it is formed equal to or greater than the width of the fastener.
  • a coolant supply port is formed on the tool body, the coolant supply port is connected to the coolant inlet of the coolant injection part, and the coolant channel is aligned with the center of the cutting insert.
  • the coolant injection portion moves to the left, it is characterized in that the movement of the coolant injection portion is suppressed by engaging the head seating portion of the fastening bolt support portion on the bottom surface of the head of the fastening bolt.
  • the cutting insert cooling apparatus may have the following effects.
  • the coolant channel (flow path) is composed of four stages, and the cross-sectional area of the coolant channel is gradually reduced (the effect of increasing the speed of the coolant), and the cross-sectional area is increased again (the effect of increasing the discharge amount of the coolant) ), the cooling effect can be maximized by ejecting the coolant toward the cutting center of the cutting insert through the elliptical coolant outlet.
  • the fastening bolt is mounted on the tool body to be inclined, even if the fastening bolt is loosened from the tool body somewhat due to vibration during high-speed cutting, the coolant spray spot is cut by suppressing the coolant jet from moving to the left. It can effectively prevent you from escaping.
  • the present invention also includes other effects that can be derived from the configuration of the present invention.
  • FIG. 1 shows a cutting tool according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (a) is a view showing the coolant channel of the coolant injection part of the cutting tool of FIG. 1 from the side
  • FIG. 2 (b) is a view showing the coolant channel of the coolant injection part of the cutting tool from the top. .
  • FIG. 3 is a view showing the coolant injection unit mounted on the tool body in the cutting tool of FIG. 1 from the front of the coolant injection unit.
  • FIG. 4 is an experimental data and a schematic diagram showing the effect of the coolant injection unit of the cutting tool of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a perspective view of the coolant injection unit of the cutting tool of FIG. 1.
  • Figure 6 is an exploded view of the main components of the cutting tool of Figure 1;
  • FIG. 7 is a view showing a state in which the coolant injection unit slides on the tool body in the cutting tool of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a state in which the coolant injection portion moves to the left and the head seating portion of the fastening bolt support portion is caught on the bottom surface of the head of the fastening bolt to suppress the movement of the coolant injection portion.
  • FIG. 9 is a perspective view of the coolant injection portion of the cutting tool of FIG. 1, as viewed from the bottom.
  • FIG. 10 is a photograph showing a coolant injection unit of the present invention showing a state of concentration and injection of a large flow rate compared to the prior art.
  • FIG. 11 is a photograph of a chip state showing a state in which the chip processing performance of the present invention is significantly improved.
  • FIG. 12 shows a state in which the coolant channel of the cutting tool of FIG. 1 is gradually reduced and expanded.
  • 13 to 15 are views of a conventional cutting tool.
  • the cutting tool 100 includes a tool body 1 on which the cutting insert 200 is mounted and a cutting center 200 of the cutting insert 200 It includes a coolant injection portion (2) fixed to the tool body (1) by spraying a coolant (cutting fluid) toward 201) and fastening bolts (3).
  • the coolant injection unit 2 includes a coolant inlet 21 formed on a lower surface, a coolant outlet 22 formed on the front surface, a coolant inlet 21 and a coolant outlet ( 22) a coolant channel 23 connecting each other.
  • the coolant channel 23 includes a first curved section 231 from the coolant inlet 21 to the coolant outlet 22 and a first straight section 232 connected to the first curved section 231. And, a second curved section 233 connected to the first straight section 232 and a second straight section 234 connected to the second curved section 233 in sequence. That is, after the coolant flows into the coolant inlet 21, it passes through the four-step section, that is, the curved section 231 ⁇ the straight section 232 ⁇ the curved section 233 ⁇ the straight section 234, and finally It is discharged from the coolant outlet 22.
  • the coolant inlet 21 is formed in a circular shape
  • the coolant outlet 22 is formed in an elliptical shape.
  • the coolant outlet 22 has a transverse width to cover a predetermined section L of the cutting center 200 of the cutting insert 200 while having an elliptical shape in which the transverse direction is longer than the longitudinal direction ( See Figure 8).
  • the coolant channel 23 has a smaller cross-sectional area in the process from the coolant inlet 21 to the coolant outlet 22, and then increases again. Through this, the injection speed can be increased and the amount discharged from the coolant outlet can be increased. That is, as shown in (a) of FIG. 2, the cross-sectional area gradually decreases to the intermediate point A of the second curved section 233, and the cross-sectional area gradually increases as it passes through the intermediate point A. Can be. 12, the coolant channel 23 is gradually reduced and expanded as described above.
  • the coolant channel 23 (flow path) is composed of four stages, and the cross-sectional area of the coolant channel 23 is gradually reduced (the effect of increasing the speed of the coolant) again.
  • the cooling effect can be maximized by increasing the cross-sectional area (the effect of increasing the discharge amount of the coolant) and ejecting the coolant toward the cutting center 101 of the cutting insert through the elliptical coolant discharge port 22.
  • the coolant injection part 2 is provided with a fastening bolt 3 through which the fastening bolt 3 is penetrated, supports the fastening bolt 3, and an open fastening bolt support 24 with one side open, protruding from the lower surface.
  • the fastener 25 is further included.
  • the tool body 1 includes a fastening groove 11 to which the fastener 25 of the coolant injection part 2 is slidingly coupled.
  • the fastening groove 11 may be formed to be elongated in a direction perpendicular to the direction in which the coolant is injected, and the fastener 25 of the coolant injection unit 2 to be described later from the other end 112 of the fastening groove 11 In the shape corresponding to the wedge-shaped first partial groove 113 is extended. Therefore, when the fasteners 25 of the coolant injection portion 2 are located in the first partial groove 113, they are wedge-coupled with each other so that the coolant injection portion 2 does not deviate from the tool body 1.
  • the second partial groove 114 extending from one end 111 of the fastening groove 11 has a substantially rectangular cross-section and has a width of the fastener 25. It is formed equal to or larger than the width (w) of (see Fig. 2 (b)). In addition, the width of the second partial groove 114 is formed larger than the first partial groove 113. The boundary between the first partial groove 113 and the second partial groove 114 may be located in the middle of the fastening groove 11.
  • the fastener (25) of the coolant injection portion (2) in the second partial groove (114) of the tool body (1) is formed wider width
  • the fastener 25 is brought into contact with one end 111 of the fastening groove 11, and then fixed with a fastening bolt 3.
  • the coolant injection portion 2 is loosened only the fastening bolt 3 to the extent that it can slide along the fastening groove 11, and then, as shown in Figure 7, coolant powder It is enough to slide the thread part 2 in a direction away from the one end 111 of the fastening groove 11.
  • the fastener 25 is wedge-connected to the first partial groove 113 of the fastening groove 11, so that the coolant injection part 2 does not deviate from the tool body 1 even if the operator does not hold it separately. Due to this, the operator can easily replace the cutting insert.
  • the length of the first partial groove 113 and the length (l) of the fastener 25 (refer to (b) of FIG. 2), as shown in FIG. 7, the coolant injection part 2 is connected to the fastening groove ( When sliding in a direction away from one side end 111 of 11), the cutting insert 200 is set to a size that does not cover, so that the cutting insert 200 can be replaced.
  • the fastener 25 of the coolant injection part 2 increases in width as it moves away from the lower surface of the coolant injection part 2, and the fastening groove 11 of the tool body 1 By being formed corresponding thereto, when the coolant injection portion 2 is slidingly coupled to the tool body 1, the fastener 24 and the fastening groove 11 are wedge-coupled to each other to coolant injection portion 2 It can be stably coupled to the tool body (1).
  • the inner angle ⁇ of one side of the fastener 25 may be formed at 30 to 90°.
  • the fastening bolt support part 24 has a head seating part 241 in contact with the head 31 of the fastening bolt 3 and a body part 32 of the fastening bolt 3 through It is provided with a through hole 242 to engage.
  • the coolant injection portion 2 is inclined at a predetermined angle from the upper left to the lower right.
  • the fastening bolt 3 is also mounted on the tool body 1 to be inclined at the same angle.
  • the inclined angle may be, for example, 5°.
  • the runt injection unit 2 may move slowly to the left (see FIG. 8).
  • the fastener 25 of the coolant injection unit 2 is supported by one end 111 of the fastening groove 11, the coolant injection unit 2 does not move to the right.
  • a coolant is provided so as to cover a predetermined section L around it. Spraying is very important to improve the life of the cutting insert.
  • the lateral width of the coolant outlet 22 is formed in correspondence with a predetermined section L.
  • this predetermined section (L) may be appropriately set in consideration of the material of the individual cutting insert, the properties of the workpiece, and the like.
  • a coolant supply port 12 is formed in the tool body 1, and the coolant supply port 12 is a coolant injection unit.
  • the coolant inlet 21 formed on the bottom surface of (2), and the coolant channel 23 are aligned with the cutting center 100 of the cutting insert 100 to align the cutting center 200 with the cutting center 200
  • the life of the cutting insert can be significantly increased.
  • the conventional cutting tool has a small coolant injection amount and is also sprayed while being dispersed, while the cutting tool of the present invention shows a state in which a large amount of coolant is concentrated and sprayed.
  • the chip processing performance shows a marked improvement in the cutting tool of the present invention.
  • the present invention can be used in a cutting tool capable of cooling a cutting insert during cutting.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

본 발명의 절삭공구에서, 쿨런트분사부는 쿨런트유입구와 쿨런트배출구를 서로 연결하는 쿨런트채널을 포함한다. 상기 쿨런트채널은 상기 쿨런트유입구로부터 상기 쿨런트배출구까지 제1 곡선구간, 상기 제1 곡선구간에 이어진 제1 직선구간, 상기 제1 직선구간에 이어진 제2 곡선구간, 상기 제2 곡선구간에 이어진 제2 직선구간을 구비한다. 상기 쿨런트채널은 상기 쿨런트유입구로부터 상기 쿨런트배출구에 갈수록 그 단면적이 점점 작아지다가 다시 넓어지고, 상기 쿨런트유입구는 원형이고 상기 쿨런트배출구는 타원형으로 형성된다.

Description

절삭공구
본 발명은 절삭 가공 중에 절삭인서트를 냉각시킬 수 있는 절삭공구에 관한 것이다.
일반적으로, 절삭 인서트는 공작기계에 장착된 절삭 공구에 체결되어 철, 비철금속, 비금속 재료 등으로 구성된 피삭재를 절삭 가공하는데 사용된다.
최근 우주, 항공 기술이 발달함에 따라 극한 환경에도 내구성을 가지는 피삭재의 사용이 크게 증가하고 있다. 대표적인 피삭재로 인코넬, 티타늄과 같은 고가의 피삭재가 주로 쓰이고 있으며 앞으로도 사용이 더욱 증가될 것으로 예상된다. 이러한 인코넬, 티타늄은 난삭재로 불리우며 일반 강, 주철, 스테인레스와 달리 절삭 시 고온과 용착 문제를 일으켜 절삭 인서트의 수명을 저하시키는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 냉각 효과와 칩 제거를 통해 용착 문제를 없애는 고압 쿨런트 장치가 사용되고 있다.
[규칙 제91조에 의한 정정 02.01.2020] 
이와 관련, 유럽공개특허공보 EP 3 167 985 A1에 개시된 절삭공구(1)는 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 홀더보디(2), 절삭인서트(5), 노즐(10)을 포함한다. 참고로, 도 13, 도 14, 도 15는 상기 유럽공개특허공보의 도 1A, 도 1B, 도 1C에 각각 대응하는 것으로서, 설명의 편의를 위해, 상기 유럽공개특허공보에 사용된 도면부호가 수정없이 그대로 사용 되었으며, 이들 도면부호는 후술되는 본 발명의 설명에 사용된 도면부호와 중복되더라도 동일 구성요소를 지칭하는 것은 아니다.
노즐(10)은 체결볼트를 위한 단일의 관통구멍(11)를 가지며, 또한 전단(13) 및 후단(14) 그리고 바닥면(15)을 가진다. 그리고 적어도 한 개의 쿨런트 채널(coolant channel)(17)이 노즐에 형성되고 제1 개구(18)로부터 제2 개구(19)로 연장된다. 그리고 제1 개구(18)는 홀더보디(2)에서 쿨런트 공급관에 연결되고 전단(13)의 제2 개구(19)는 쿨런트의 출구로 기능한다. 그리고 적어도 하나의 쿨런트 채널(17) 및 제1 개구(18)는 관통구멍(11)으로부터 이격되어 있다.
그러나 이러한 종래의 절삭공구의 노즐은 절삭 인서트에 근접하여 분사를 하지만 쿨런트가 분출구를 나오자마자 바로 크게 확산되어 정확하게 타점을 맞추지 못하는 문제점이 있다.
또한, 고속 가공 중에 절삭인서트 냉각장치를 공구홀더에 고정하는 체결볼트가 느슨해 질 경우, 노즐(10)이 홀더보디(2)에 상대적으로 움직일 수 있어, 절삭 인서트에 대한 쿨런트 분사 지점을 쉽게 이탈할 수 있어, 냉각 성능에 심각한 문제를 일으킬 수 있다.
본 발명은 쿨런트의 확산을 막고 절삭인서트와 피삭재 사이의 쿨런트 양을 증가시킬 수 있고, 쿨런트 속도를 빠르게 원하는 타점에 맞출 수 있는 절삭공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 고속 가공 중에 체결볼트가 느슨해 지더라도 쿨런트분사부가 공구보디로부터 상대적으로 움직이는 것을 최대한 억제하여 절삭인서트에 쿨런트 분사 타점을 유지할 수 있는 절삭공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 절삭공구는, 절삭인서트가 장착되는 공구보디(tool body)와, 상기 절삭인서트의 절인중심을 향해 쿨런트를 분사하고 체결볼트에 의해 상기 공구보디에 고정되는 쿨런트분사부를 구비하는 절삭공구로서, 상기 쿨런트분사부는, 하면에 형성된 쿨런트유입구와, 전단에 형성된 쿨런트배출구와, 상기 쿨런트유입구와 상기 쿨런트배출구를 서로 연결하는 쿨런트채널을 포함하며, 상기 쿨런트채널은 상기 쿨런트유입구로부터 상기 쿨런트배출구까지 제1 곡선구간, 상기 제1 곡선구간에 이어진 제1 직선구간, 상기 제1 직선구간에 이어진 제2 곡선구간, 상기 제2 곡선구간에 이어진 제2 직선구간을 구비하며, 상기 쿨런트채널은 상기 쿨런트유입구로부터 상기 쿨런트배출구에 갈수록 그 단면적이 점점 작아지다가 다시 넓어지고, 상기 쿨런트유입구는 원형이고 상기 쿨런트배출구는 횡방향이 종방향보다 긴 타원형 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 쿨런트분사부는 상기 체결볼트가 관통되고 상기 체결볼트를 지지하며 일측이 개방된 체결볼트지지부와, 하면으로부터 돌출된 체결구를 더 포함하며, 상기 체결볼트지지부는 상기 체결볼트의 헤드가 접촉하는 헤드안착부와, 상기 체결볼트의 몸체부가 관통하는 관통구멍를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헤드안착부 및 상기 관통구멍은 상기 쿨런트분사부를 전면에서 바라볼 때, 좌상에서 우하 방향으로 미리 정해진 각도로 기울어지고, 상기 체결볼트도 상기 미리 정해진 각도로 기울어지게 상기 공구보디에 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공구보디는 상기 쿨런트분사부의 체결구가 슬라이딩 결합되는 체결홈을 포함하고, 상기 체결홈의 일측단은 상기 쿨런트분사부가 상기 공구보디에 고정되었을 때, 상기 쿨런트배출구의 중심이 상기 인서트의 중심을 향하게 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체결구는 상기 쿨런트분사부의 하면으로부터 멀어질수록 폭이 커지는 쐐기 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체결홈은 타측단으로부터 연장되고 상기 체결구의 쐐기 형상에 대응하는 형상을 가진 제1 부분홈과, 상기 일측단으로부터 연장되는 제2 부분홈을 포함하며, 상기 제2 부분홈의 폭은 상기 체결구의 폭과 같거나 상기 체결구의 폭보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공구보디에는 쿨런트공급구가 형성되고, 상기 쿨런트공급구는 상기 쿨런트분사부의 쿨런트유입구에 이어지고, 상기 쿨런트채널은 상기 절삭인서트의 중심에 정렬되는(align) 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 쿨런트분사부가 좌측으로 이동 시 상기 체결볼트의 헤드의 저면에 상기 체결볼트지지부의 상기 헤드안착부가 걸리게 함으로써 상기 쿨런트분사부의 이동을 억제하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 절삭 인서트 냉각 장치는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 절삭공구에서는 쿨런트채널(유동통로)을 4단계로 구성하고, 또한 쿨런트채널의 단면적을 점점 줄이다가(쿨런트의 속도 증가 효과), 다시 그 단면적을 늘려주고(쿨런트의 배출량 증대 효과), 타원형 쿨런트배출구를 통하여 절삭인서트의 절인중심을 향해 쿨런트를 분출시켜 줌으로써 냉각 효과를 극대화 할 수 있다.
또한, 체결볼트가 기울어지게 공구보디에 장착되므로, 고속 절삭 가공 중, 진동으로 인해 체결볼트가 다소간 공구보디로부터 느슨해지더라도, 쿨런트분사부가 좌측으로 이동하는 것을 억제함으로써 쿨런트 분사 타점이 절삭인서트로부터 벗어나는 것을 효과적으로 방지해 줄 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명의 구성으로부터 도출될 수 있는 다른 효과도 포함한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭공구를 나타낸다.
도 2의 (a)는 도 1의 절삭공구의 쿨런트분사부의 쿨런트채널을 측면에서 보여주는 도면이고, 도 2의 (b)는 절삭공구의 쿨런트분사부의 쿨런트채널을 상면에서 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 절삭공구에서 쿨런트분사부가 공구보디에 장착된 모습을 쿨런트분사부의 전면에서 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 절삭공구의 쿨런트분사부의 효과를 보여주는 실험데이터 및 도식도이다.
도 5는 도 1의 절삭공구의 쿨런트분사부의 사시도이다.
도 6은 도 1의 절삭공구의 주요 구성요소의 분해도이다.
도 7은 도 1의 절삭공구에서, 쿨런트분사부가 공구보디에 슬라이딩 되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 절삭공구에서, 쿨런트분사부가 좌측으로 이동 시 체결볼트의 헤드의 저면에 체결볼트지지부의 헤드안착부가 걸려 쿨런트분사부의 이동을 억제하는 모습을 보여주는 모식도이다.
도 9는 도 1의 절삭공구의 쿨런트분사부를 저면에서 바라본 사시도이다.
도 10은 종래기술 대비 많은 유량을 집중하여 분사하는 모습을 보여주는 본 발명의 쿨런트분사부를 보여주는 사진이다.
도 11은 본 발명의 칩 처리 성능이 확연히 개선된 모습을 보여주는 칩 상태 사진이다.
도 12는 도 1의 절삭공구의 쿨런트채널이 단계적으로 축소되다가 확장되는 모습을 나타낸다.
도 13 내지 도 15는 종래의 절삭공구의 도면들이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 절삭공구(100)는 절삭인서트(200)가 장착되는 공구보디(tool body)(1)와, 절삭인서트(200)의 절인중심(201)을 향해 쿨런트(절삭유체)를 분사하고 체결볼트(3)에 의해 공구보디(1)에 고정되는 쿨런트분사부(2)를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 쿨런트분사부(2)는, 하면에 형성된 쿨런트유입구(21)와, 전면에 형성된 쿨런트배출구(22)와, 쿨런트유입구(21)와 쿨런트배출구(22)를 서로 연결하는 쿨런트채널(23)을 포함한다.
특히, 쿨런트채널(23)은 쿨런트유입구(21)로부터 쿨런트배출구(22)에 이르기까지 제1 곡선구간(231)과, 제1 곡선구간(231)에 이어진 제1 직선구간(232)과, 제1 직선구간(232)에 이어진 제2 곡선구간(233)과, 제2 곡선구간(233)에 이어진 제2 직선구간(234)으로 순차적으로 이루어진다. 즉, 쿨런트는 쿨런트유입구(21)로 유입된 후, 4단계의 구간, 즉 곡선구간(231) → 직선구간(232) → 곡선구간(233) → 직선구간(234)을 통과하여, 최종적으로 쿨런트배출구(22)로부터 유출된다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 쿨런트유입구(21)는 원형으로 형성되고, 쿨런트배출구(22)는 타원형으로 형성된다. 구체적으로 쿨런트배출구(22)는 횡방향이 종방향보다 긴 타원형 형상을 가지면서 절삭인서트(200)의 절인중심(101)의 소정의 구간(L)을 커버할 수 있도록 횡방향 폭을 가진다(도 8 참조).
또한, 쿨런트채널(23)은 쿨런트유입구(21)로부터 쿨런트배출구(22)에 이르는 과정에서 그 단면적이 점점 작아지다가 다시 커진다. 이를 통하여 분사 속도를 빨라지게 하고 또한 쿨런트배출구로부터 배출되는 양을 증가시킬 수 있다. 즉, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2 곡선구간(233)의 중간지점(A)에 이르기까지 점점 단면적이 줄어들고, 이 중간지점(A)을 지나면서 단면적이 점점 커지게 형성될 수 있다. 도 12에는, 상술된 바와 같이, 쿨런트채널(23)이 단계적으로 축소되다가 확장되는 모습이 도시되어 있다.
이와 같이, 본 절삭공구(100)에서는 쿨런트채널(23)(유동통로)을 4단계로 구성하고, 또한 쿨런트채널(23)의 단면적을 점점 줄이다가(쿨런트의 속도 증가 효과) 다시 그 단면적을 늘려주고(쿨런트의 배출량 증대 효과), 타원형 쿨런트배출구(22)를 통하여 절삭인서트의 절인중심(101)을 향해 쿨런트를 분출시켜 줌으로써 냉각 효과를 극대화 할 수 있다.
도 4에는 단순히 직선구간으로만 구성된 쿨런트채널을 가지며 또한 쿨런트배출구가 원형으로 형성된 종래의 쿨런트분사부(도 4의 좌측)와, 본 발명에 따른 쿨런트분사부(도 4의 우측)를 비교 실험한 결과로서, 본 발명의 쿨런트분사부에서 쿨런트 속도, 쿨런트 양, 그리고 와류가 확연히 개선된 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 쿨런트분사부(2)는 체결볼트(3)가 관통되고 체결볼트(3)를 지지하며 일측이 개방된 체결볼트지지부(24)와, 하면으로부터 돌출된 체결구(25)를 더 포함한다. 일측이 개방된 체결볼트지지부(24)를 사용함으로써 쿨런트분사부(2)를 공구보디(1)에 손쉽게 슬라이딩 결합 또는 결합해제 시킬 수 있다(도 6 참조).
그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 공구보디(1)는 쿨런트분사부(2)의 체결구(25)가 슬라이딩 결합되는 체결홈(11)을 포함한다. 체결홈(11)은 쿨런트의 분사방향에 수직인 방향으로 길게 형성될 수 있으며, 체결홈(11)의 타측단(112)으로부터는 후술하는 쿨런트분사부(2)의 체결구(25)에 대응되는 형상으로 쐐기 형식의 제1 부분홈(113)이 연장된다. 따라서, 쿨런트분사부(2)의 체결구(25)가 제1 부분홈(113)에 위치할 때에는 서로 쐐기 결합되어 쿨런트분사부(2)가 공구보디(1)로부터 이탈되지 않는다. 한편, 체결홈(11)의 일측단(111)으로부터 연장되는 제2 부분홈(114)은 제1 부분홈(113)과는 달리 그 단면이 대략 직사각형으로 형성되고 그 폭이 체결구(25)의 폭(w)(도 2의 (b) 참조)과 같거나 크게 형성된다. 또한, 제2 부분홈(114)의 폭은 제1 부분홈(113)보다 크게 형성된다. 제1 부분홈(113)과 제2 부분홈(114)의 경계는 체결홈(11)의 중간 정도에 위치할 수 있다.
쿨런트분사부(2)를 공구보디(1)에 장착할 때, 폭이 넓게 형성된 공구보디(1)의 제2 부분홈(114)에 쿨런트분사부(2)의 체결구(25)를 위치시킨 후 체결구(25)가 체결홈(11)의 일측단(111)에 접촉하도록 한 다음, 체결볼트(3)로 고정시킨다. 절삭인서트(200)를 교체할 때는, 쿨런트분사부(2)가 체결홈(11)을 따라 슬라이드 가능할 정도로만 체결볼트(3)를 풀어준 다음에, 도 7에 도시된 바와 같이, 쿨런트분사부(2)를 체결홈(11)의 일측단(111)으로부터 멀어지는 방향으로 슬라이드 시켜주면 된다. 이때, 체결구(25)는 체결홈(11)의 제1 부분홈(113)에 쐐기 결합되어 있어, 별도로 작업자가 잡아주지 않더라도 쿨런트분사부(2)가 공구보디(1)로부터 이탈되지 않음으로 인해, 작업자는 절삭인서트를 손쉽게 교체할 수 있다. 한편, 제1 부분홈(113)의 길이와 체결구(25)의 길이(ℓ)(도 2의 (b) 참조)는 도 7에 도시된 바와 같이 쿨런트분사부(2)를 체결홈(11)의 일측단(111)으로부터 멀어지는 방향으로 슬라이드 시킬 때, 절삭인서트(200)를 가리지 않는 크기로 설정되어, 절삭인서트(200)의 교체를 가능하게 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 쿨런트분사부(2)의 체결구(25)는 쿨런트분사부(2)의 하면으로부터 멀어질수록 폭이 커지고, 공구보디(1)의 체결홈(11)은 이에 대응하여 형성됨으로써, 쿨런트분사부(2)를 공구보디(1)에 슬라이딩 시켜 결합할 때, 체결구(24)와 체결홈(11)은 서로 쐐기 결합함으로써 쿨런트분사부(2)를 공구보디(1)에 안정적으로 결합시킬 수 있다. 체결구(25)의 한 측면의 내각(α)은 30~90°로 형성될 수 있다.
한편, 도 7을 참고하면, 체결홈(11)의 일측단(111)은 쿨런트분사부(2)가 공구보디(1)에 고정되었을 때, 쿨런트배출구(22)의 중심(C/L)이 절삭인서트(100)의 절인중심(101)을 향하도록 위치한다.
체결볼트지지부(24)는 도 5에 도시된 바와 같이, 체결볼트(3)의 헤드(31)가 접촉하는 헤드안착부(241)와, 체결볼트(3)의 몸체부(32)가 관통하여 결합하는 관통구멍(242)를 구비한다.
그런데, 도 8을 참고하면, 헤드안착부(241) 및 관통구멍(242)은 쿨런트분사부(2)를 전면에서 바라볼 때, 좌상에서 우하 방향으로 미리 정해진 각도로 기울어져 있다. 또한, 이에 따라 체결볼트(3)도 동일한 각도로 기울어지게 공구보디(1)에 장착된다. 여기서, 이 기울어진 각도는 예를 들면, 5°일 수 있다. 이를 통하여, 고속 절삭 가공 중, 진동으로 인해 체결볼트(3)가 다소간 공구보디(1)로부터 풀려 느슨해지더라도, 쿨런트분사부(2)가 좌측으로 이동하는 것을 억제해 줄 수 있다.
즉, 체결볼트(3)가 느슨해 질 경우, 체결볼트(3)의 헤드(31)의 저면이 체결볼트지지부(24)의 헤드안착부(241)에 밀착되지 않게 되고 이 경우 가공 진동으로 인해 쿨런트분사부(2)가 좌측(도 8 기준)으로 서서히 이동할 수 있다. 참고로, 쿨런트분사부(2)의 체결구(25)가 체결홈(11)의 일측단(111)에 의해 지지되어 있으므로 쿨런트분사부(2)가 우측으로 이동하진 않는다.
그러나 본 발명에서는 체결볼트(3)을 소정의 각도로 기울어지게 장착함으로써, 쿨런트분사부(2)가 좌측으로 이동 시 체결볼트 헤드(31)의 저면에 체결볼트지지부(24)의 헤드안착부(241)가 걸리게 됨으로써 이동이 억제되는 효과를 얻을 수 있다.
참고로, 도 8에 도시된 바와 같이, 절삭 가공시 절삭인서트(100)의 절인중심(101) 부위에서 가장 많은 열이 발생하므로 이를 중심으로 소정의 구간(L)을 커버할 수 있도록 쿨런트를 분사해 주는 것은 절삭인서트의 수명 향상을 위해 상당히 중요하다. 본 발명에서는 쿨런트배출구(22)의 횡방향 폭을 소정의 구간(L)에 대응하여 형성하고 있다. 한편, 이 소정의 구간(L)은 개별 절삭인서트의 재질, 피삭재의 속성 등을 고려하여 적절하게 설정될 수 있을 것이다.
한편, 도 3, 도 6, 도 8을 참조하면, 본 절삭공구(100)에서는 공구보디(1)에는 쿨런트공급구(12)가 형성되고, 쿨런트공급구(12)는 쿨런트분사부(2)의 저면에 형성된 쿨런트유입구(21)에 이어지고, 쿨런트채널(23)은 절삭인서트(100)의 절인중심(101)에 정렬되도록(align) 함으로써 절삭인서트(200)의 절인중심(201)에 쿨런트가 정확히 분출되도록 함으로써 절삭인서트의 수명을 대폭 증가시킬 수 있다. 따라서, 난삭재 가공 시 절삭인서트 수명 저하로 인해 절삭인서트를 교환하는 데 많은 시간이 소요되고, 또한 절삭인서트 교체 비용이 많이 드는 상황을 고려할 때, 본 발명의 절삭공구에 의할 경우 쿨런트 속도 및 양의 증가, 정확한 위치(타점)에 쿨런트를 집중 분사하여 절삭인서트를 효율적으로 냉각시켜 줄 수 있으므로 우수한 가공 코스트 절감 효과를 얻을 수 있다. 도 10에는 종래의 절삭공구는 쿨런트 분사량이 작고 이 또한 분산되면서 분사되는 반면에, 본 발명의 절삭공구는 많은 유량의 쿨런트를 집중하여 분사하는 모습을 보여주고 있으며, 도 11에 이에 기인한 칩 처리 성능이 본 발명의 절삭공구에서는 확연히 개선된 모습을 보여주고 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명은 절삭 가공 중에 절삭인서트를 냉각시킬 수 있는 절삭공구에 사용될 수 있다.

Claims (8)

  1. 절삭인서트가 장착되는 공구보디(tool body)와, 상기 절삭인서트의 절인중심을 향해 쿨런트를 분사하고 체결볼트에 의해 상기 공구보디에 고정되는 쿨런트분사부를 구비하는 절삭공구로서,
    상기 쿨런트분사부는,
    하면에 형성된 쿨런트유입구와,
    전면에 형성된 쿨런트배출구와,
    상기 쿨런트유입구와 상기 쿨런트배출구를 서로 연결하는 쿨런트채널
    을 포함하며,
    상기 쿨런트채널은 상기 쿨런트유입구로부터 상기 쿨런트배출구까지 제1 곡선구간, 상기 제1 곡선구간에 이어진 제1 직선구간, 상기 제1 직선구간에 이어진 제2 곡선구간, 상기 제2 곡선구간에 이어진 제2 직선구간을 구비하며,
    상기 쿨런트채널은 상기 쿨런트유입구로부터 상기 쿨런트배출구에 갈수록 그 단면적이 점점 작아지다가 다시 넓어지고,
    상기 쿨런트유입구는 원형이고,
    상기 쿨런트배출구는 횡방향이 종방향보다 긴 타원형 형상을 가지는
    절삭공구.
  2. 제1항에서,
    상기 쿨런트분사부는
    상기 체결볼트가 관통되고 상기 체결볼트를 지지하며 일측이 개방된 체결볼트지지부와,
    하면으로부터 돌출된 체결구
    를 더 포함하며,
    상기 체결볼트지지부는
    상기 체결볼트의 헤드가 접촉하는 헤드안착부와,
    상기 체결볼트의 몸체부가 관통하는 관통구멍
    를 구비하는
    절삭공구.
  3. 제2항에서,
    상기 헤드안착부 및 상기 관통구멍은 상기 쿨런트분사부를 전면에서 바라볼 때, 좌상에서 우하 방향으로 미리 정해진 각도로 기울어지고,
    상기 체결볼트도 상기 미리 정해진 각도로 기울어지게 상기 공구보디에 장착되는
    절삭공구.
  4. 제3항에서,
    상기 공구보디는 상기 쿨런트분사부의 체결구가 슬라이딩 결합되는 체결홈을 포함하고,
    상기 체결홈의 일측단은 상기 쿨런트분사부가 상기 공구보디에 고정되었을 때, 상기 쿨런트배출구의 중심이 상기 인서트의 중심을 향하게 위치하는
    절삭공구.
  5. 제4항에서,
    상기 체결구는 상기 쿨런트분사부의 하면으로부터 멀어질수록 폭이 커지는 쐐기 형상으로 형성된 절삭공구.
  6. 제5항에서,
    상기 체결홈은
    타측단으로부터 연장되고 상기 체결구의 쐐기 형상에 대응하는 형상을 가진 제1 부분홈과,
    상기 일측단으로부터 연장되는 제2 부분홈
    을 포함하며,
    상기 제2 부분홈의 폭은 상기 체결구의 폭과 같거나 상기 체결구의 폭보다 크게 형성된
    절삭공구.
  7. 제6항에서,
    상기 공구보디에는 쿨런트공급구가 형성되고, 상기 쿨런트공급구는 상기 쿨런트분사부의 쿨런트유입구에 이어지고,
    상기 쿨런트채널은 상기 절삭인서트의 중심에 정렬되는(align)
    절삭공구.
  8. 제3항에서,
    상기 쿨런트분사부가 좌측으로 이동 시 상기 체결볼트의 헤드의 저면에 상기 체결볼트지지부의 상기 헤드안착부가 걸리게 함으로써 상기 쿨런트분사부의 이동을 억제하는 절삭공구.
PCT/KR2019/014681 2018-12-28 2019-11-01 절삭공구 WO2020138697A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180171636A KR102169544B1 (ko) 2018-12-28 2018-12-28 절삭공구
KR10-2018-0171636 2018-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020138697A1 true WO2020138697A1 (ko) 2020-07-02

Family

ID=71127188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/014681 WO2020138697A1 (ko) 2018-12-28 2019-11-01 절삭공구

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102169544B1 (ko)
WO (1) WO2020138697A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7498901B1 (ja) 2023-10-06 2024-06-13 株式会社タンガロイ 固定部材及び切削工具

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116133779A (zh) * 2020-08-31 2023-05-16 三菱综合材料株式会社 切槽工具
US20230158579A1 (en) * 2021-03-02 2023-05-25 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Retaining member and cutting tool

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001287103A (ja) * 2000-04-06 2001-10-16 Seiko Epson Corp 切削加工装置
JP2012091274A (ja) * 2010-10-27 2012-05-17 Daishowa Seiki Co Ltd 工具ホルダ
KR20130080012A (ko) * 2010-06-10 2013-07-11 이스카 엘티디. 절삭 공구 및 특수 형상의 냉매 유출구
JP2013166237A (ja) * 2012-02-16 2013-08-29 Kennametal Inc ノッチを有する切削インサートをクランプするための瘤部を有する工具ホルダ
KR101918535B1 (ko) * 2017-05-16 2018-11-14 한국야금 주식회사 절삭 인서트 냉각 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001287103A (ja) * 2000-04-06 2001-10-16 Seiko Epson Corp 切削加工装置
KR20130080012A (ko) * 2010-06-10 2013-07-11 이스카 엘티디. 절삭 공구 및 특수 형상의 냉매 유출구
JP2012091274A (ja) * 2010-10-27 2012-05-17 Daishowa Seiki Co Ltd 工具ホルダ
JP2013166237A (ja) * 2012-02-16 2013-08-29 Kennametal Inc ノッチを有する切削インサートをクランプするための瘤部を有する工具ホルダ
KR101918535B1 (ko) * 2017-05-16 2018-11-14 한국야금 주식회사 절삭 인서트 냉각 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7498901B1 (ja) 2023-10-06 2024-06-13 株式会社タンガロイ 固定部材及び切削工具

Also Published As

Publication number Publication date
KR102169544B1 (ko) 2020-10-23
KR20200081780A (ko) 2020-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020138697A1 (ko) 절삭공구
US9873154B2 (en) Cutting tool
KR100676245B1 (ko) 칩커팅기계가공용 기계 및 상기 기계용 커팅툴
KR101639094B1 (ko) 후퇴 가능한 노즐을 가진 절삭 공구
US9586263B2 (en) Tool holder having improved internal coolant delivery
EP2585240B1 (en) Cutting tool having a clamp and coolant supply
JP7144921B2 (ja) レーザ加工機
US7883299B2 (en) Metal cutting system for effective coolant delivery
KR940005397B1 (ko) 공구 유지기
WO2018212439A1 (ko) 절삭 인서트 냉각 장치
KR20070005584A (ko) 절삭 공구와 절삭 공구의 공구 헤드
JPH1076404A (ja) 旋削用バイト
KR102192770B1 (ko) 냉각제 통로를 구비한 클램핑 디바이스, 클램핑 디바이스를 제조하는 방법, 및 이러한 클램핑 디바이스를 갖는 선반을 위한 공구 홀더 플레이트
JPH1094904A (ja) スローアウェイ式バイト
JPH0825110A (ja) 旋削工具
JPS62114804A (ja) バイトホルダ
EP2098322A1 (en) Flushing device and method for a wire electric discharge machine
WO2024075910A1 (ko) 가스 용접용 토치 헤드
CN112638563A (zh) 车削刀具
JP2000094124A (ja) 下部ブロック組立体及びそれを使用する熱化学スカ―フィング装置
JP3460009B2 (ja) 連続溶融めっき用ガスワイピング装置
CN103052449B (zh) 带有转向液体收集系统的将液体流束受控施用到基底的设备
KR102029228B1 (ko) 절삭 인서트용 클램프
WO2023173447A1 (zh) 用于数控机床的层流控屑冷却组件及含该组件的数控机床
CN209893963U (zh) 一种新型高阻力充气篦板

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19901845

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19901845

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1